21年專注傳動技術
動力傳動與控制解決專家!
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聯軸器的選用時應考慮哪些因素
用途應用
動力簡介
在選擇聯軸器時應根據選用者各自實際情況和要求，綜合考慮上述各種因素，從現有標準聯軸器中選取最適合自己需要的聯軸器品種、型式和規格。一般情況下現有的標準聯軸器基本可以滿足不同工況的需要。
由于動力機的驅動轉矩及工作機的負載載矩不穩定，以及由傳動零件制造誤差引起的沖擊和零件不平衡離心慣性力引起的動載荷，使得傳動軸系在變載荷（周期性變載荷及非周期性沖擊載荷）下動行產生機械振動，這將影響機械的使用壽命和性能，破壞儀器、儀表的正常工作條件，并對軸系零件造成附加動應力，當總應力或交變應力分別超過允許限制時，會使零件產生破壞或疲勞破壞。在設計或選用傳遞轉矩和運動用的聯軸器時，應進行扭振分析和計算，其目的在于求擊軸系的固有頻率，以確定動力機的各階臨界轉速，從而算出扭振使軸系及傳動裝置產生的附加載荷和應力。必要時采用減振緩沖措施，其基本原理是合理的匹配系統的質量、剛度、阻尼及干擾力的大小和頻率，使傳動裝置不在共振區的轉速范圍內運轉，或在運轉速度內范圍不出現強烈的共振現象。另一個行之有效的方法是在軸系中采用高柔度的彈性聯軸器，簡稱高彈（性）聯軸器，以降低軸系的固有頻率，并利用其阻尼特性減小扭振振幅。
選用因素
聯軸器品種、型式、規格很多，在正確理解品種、型式、規格各自概念的基礎上，根據傳動系統的需要來選擇聯軸器，首先從已經制訂為標準的聯軸器中選擇，目前我國制訂為國標和行標的有十幾種，這些標準聯軸器絕大多數是通用聯軸器，每一種聯軸器都有各自的特點和適用范圍，基本能夠滿足多種工況的需要，一般情況下設計人員無需自行設計聯軸器，只有在現有標準聯軸器不能滿足需要時才需自行設計聯軸器。標準聯軸器選購方便，價格比自行設計的非標準聯軸器要便宜很多。在眾多的標準聯軸器中，正確選擇適合自己需要的最佳聯軸器，關系到機械產品軸系傳動的工作性能、可靠性、使用壽命、振動、噪聲、節能、傳動效率、傳動精度、經濟性等一系列問題，也關系到機械產品的質量。
設計人員在選用聯軸器時應立足于從軸系傳動系統的角度需要來選擇聯軸器，應避免單純的只考慮主、從動端聯接選擇聯軸器。
動力機的機械特性
動力機到工作時之間，通過一個或數個不同品種或不同型式、規格的聯軸器將主、從動端聯接起來，形成軸系傳動系統。在機械傳動中，動力機不外乎電動機、內燃機和汽輪機。由于動力機工作原理和結構不同，其機械特性差別很大，有的運轉平穩，有的運轉時有沖擊，對傳動系統形成不等的影響。
動力機的機械特性對整個傳動系統有一定的影響，不同類型的動力機，由于其機械特性不同，應選取相應的動力機系數KW，選擇適合于該系統的最佳聯軸器。動力機的類別是選擇聯軸器品種的基本因素；動力機的功率是確定聯軸器的規格大小的主要依據之一，與聯軸器轉矩成正比。
固定的機械產品傳動系統中的動力機大都是電動機，運行的機械產品傳動系統(例如般舶、各種車輛等)中的動力機多為內燃機，當動力機為缸數不同的內燃機時，必須考慮扭振對傳動系統的影響，這種影響因素與內燃機的缸數、各缸是否正常工作有關。此時一般應選用彈性聯軸器，以調整軸系固有頻率，降低扭振振幅，從而減振、緩沖、保護傳動裝置部件，改善對中性能，提高輸出功率的穩定性。
載荷類別
由于結構和材料不同，用于各個機械產品傳動系統的聯軸器，其承載能力差異很大。載荷類別主要是針對工作機的工作載荷的沖擊、振動、正反轉、制動、頻繁啟動等原因而形成不同類別的載荷。為便于選用計算，將傳動系統的載荷分為四類。
傳統系統的載荷類別是選擇聯軸器品種的基本依據。沖擊、振動和轉知變化較大的工作載荷，應選擇具有彈性元件的撓性聯軸器即彈性聯軸器，以緩沖、減振、補償軸線偏移，改善傳動系統工作性能。起動頻繁、正反轉、制動時的轉矩是正常平穩工作時轉矩的數倍，是超載工作，必然縮短聯軸器彈性元件使用壽命，聯軸器只允許短時超載，一般短時超載不得超過公稱轉矩的2~3倍，即[Tmax]≥2~3Tn。
低速重載工況應避免選用只適用于中小功率的聯軸器，例如：彈性套柱銷聯軸器、芯型彈性聯軸器、多角形橡膠聯軸器、輪胎式聯軸器等；需控制過載安全保護的軸系，宜選用安全聯軸器；載荷變化較大的并有沖擊、振動的軸系，宜選擇具有彈性元件且緩沖和減振效果較好的彈性聯軸器。金屬彈性聯軸器承載能力高于非金屬彈性元件彈性聯軸器；彈性元件受擠壓的彈性聯軸器可靠性高于彈性元件受剪切的彈性聯軸器。
許用轉速
聯軸器的許用轉速范圍是根據聯軸器不同材料允許的線速度的最大外緣尺寸，經過計算而確定。不同材料和品種、規格的聯軸器許用轉速范圍不相同，改變聯軸器的材料可提高聯軸器許用轉速范圍，材料為鋼的許用轉速大于材料為鑄鐵的許用轉速。
所聯兩軸相對位移
聯軸器所聯兩軸由于制造誤差、裝配誤差、安裝誤差、軸受載而產生和變形、基座變形、軸承磨損、溫度變化、部件之間的相對運動等多種因素而產生相對位移。一般情況下，兩軸相對位移是難以避免的，但不同工況條件下的軸系傳動所產生態平衡位移方向，即軸向、徑向角向以及位移量的大小有所不同。只有撓性聯 軸器才具有補償兩軸相對位移的性能，因此在實際應用中 大量選擇撓性聯軸器。剛性聯軸器不具備補償性應用范圍受到限制，因此用量很少。角向位移較大的軸系傳動宜選用萬向聯軸器；有軸向竄動，并需控制軸向位移的軸系傳動，應選用膜片聯軸器；只有對中精度很高的情況下才選用剛性聯軸器。
傳動精度
小轉矩和以傳遞運動為主的軸系傳動，要求聯軸器具有較高的傳動精度，宜選用金屬彈性元件的撓性聯軸器。大轉矩和傳遞動力的軸系傳動，對傳動精度亦有要求，高轉速時，應避免選用非金屬彈性元件彈性聯軸器和可動元件之間有間隙的撓性聯軸器，宜選用傳動精度高的膜片聯軸器。
尺寸、安裝與維護
聯軸器外形尺寸，即最大徑向和軸向尺寸，必須在機器設備允許的安裝空間以內。間選擇裝拆方便、不用維護、維護周期長或維護方便、更換易損件不用移動兩軸、對中調整容易的聯軸器。
大型機器設備調整兩軸對中較困難，應選擇使用耐久和更換易損件方便的聯軸器。金屬彈性元件撓性聯軸器一般比非金屬彈性元件撓性聯軸器使用壽命長。需密封潤滑和使用不耐久的聯軸器，必然增加維護工作量。對于長期連續運轉和經濟效益較高的場合，例如我國冶金企業的軋機傳動系統的高增端，目 前普遍采用的是齒式聯軸器，齒式聯軸器雖然理論上傳遞轉矩大，但必須在潤滑和密封良好的條件下才能耐久工作，且需經常檢查密封狀況，注潤滑油，維護工作量大，增加了輔助工時，減少了有效工作時間，影響生產效益。
工作環境
聯軸器與各種不同主機產品配套作用，周圍的工作環境比較復雜。對于高溫、低溫、有油、酸、堿介質的工作環境，不宜選用以一般橡膠為彈性元件材料的撓性聯軸器，應選擇金屬彈性元件撓性聯軸器。 彈性柱銷齒式聯軸器由于運轉時柱銷的竄動，自身噪聲大，對于噪聲有嚴格要求的場合不應選用。
制造、安裝、維護和成本
在滿足便用性能的前提下，應選用裝拆方便、維護簡單、成本低的聯軸器。例如剛性聯軸器不但結構簡單，而且裝拆方便，可用于低速、剛性大的傳動軸。一般的非金屬彈性元件聯軸器(例如彈性套柱銷聯軸器、彈性柱銷聯軸器、梅花形彈性聯軸器等)，由于具有良好的綜合能力，廣泛適用于一般的中、小功率傳動。
